Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronomy.ru/forum/index.php/topic,15848.0.html
Дата изменения: Sun Apr 10 04:44:54 2016
Дата индексирования: Sun Apr 10 04:44:54 2016
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: гравитационные волны
Вопрос о черных дырах. - стр. 1 - Горизонты науки о Вселенной

A A A A Автор Тема: Вопрос о черных дырах.  (Прочитано 8216 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Атмосфера

  • Гость
Вопрос о черных дырах.
« : 01.05.2006 [15:36:14] »
У меня следующий, возможно наивный вопрос, даже два:
1. Почему считается что ядром большинства галактик (в том числе и нашей) является черная дыра, когда ядро является самой яркой ее частью. Ведь по определению, ничто не может покинуть черную дыру, даже свет. И еще
2. Есть гипотеза об испарении чернй дыры с течением времени и возникновения внутри ее пространства новых раздувающихся вселенных путем создании перемычки между вселенной-родителем и вселенной-младенцем. Возможно ли такое? ???

hoarfrost

  • Гость
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #1 : 01.05.2006 [17:46:27] »
У меня следующий, возможно наивный вопрос, даже два:
1. Почему считается что ядром большинства галактик (в том числе и нашей) является черная дыра, когда ядро является самой яркой ее частью. Ведь по определению, ничто не может покинуть черную дыру, даже свет.
Размеры самой черной дыры очень малы по сравнению с размерами самой галактики и ее ядра.
В тоже время, в самом ядре очень много звезд, делающих его самой заментой частью галактики.
Пример:
Если масса черной дыры M, а радиус горизонта событий R, то для оценки можно записать: GxM/R2 = c2/R, где c - это скорость света, а записанное нами уравнение описывает ситуацию, когда когда на расстоянии R от центра черной дыры первая космическая скорость равняется скорости света. Т.е. R - это радус сферы - горизонта событий.

Тогда: R = GxM/c2.
Для массы в 1 миллион масс Солнца получаем: R = (6.67x10-11Нxм2/кг2)x(2x1030кг x 106)/(3x108м/c)2 ≈ 1.5 x 109 м = 1 500 000 километров.

Т.е. В 100 раз меньше, чем расстояние от Земли до Солнца и примерно в два с половиной раза больше, чем радиус Солнца.

Цитировать
И еще
2. Есть гипотеза об испарении чернй дыры с течением времени и возникновения внутри ее пространства новых раздувающихся вселенных путем создании перемычки между вселенной-родителем и вселенной-младенцем. Возможно ли такое? ???
Если бы это было известно... ;)
« Последнее редактирование: 01.05.2006 [20:08:24] от hoarfrost »

Оффлайн arystan

  • *****
  • Сообщений: 743
  • Рейтинг: +0/-0
  • Только не пугайтесь
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #2 : 01.05.2006 [18:32:47] »
На первый вопрос ответ уже есть, а на счет 2-го могу с уверенностью сказать: Да, теоретический - возможно. Это вы Стивена Хокинга читали? Почитайте! Поймете как они испаряются. Ато так необяснишь(плохо у меня получается)

Оффлайн DJ.

  • *****
  • Сообщений: 1 125
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #3 : 01.05.2006 [19:02:22] »
= 1 500 000 километров.

Т.е. В 100 миллионов раз меньше, чем расстояние от Земли до Солнца

может просто в сто раз, а не в сто миллионов ;) ??
---

90/600 APO Triplet; Meade LXD75 mount.

hoarfrost

  • Гость
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #4 : 01.05.2006 [20:20:49] »
На первый вопрос ответ уже есть, а на счет 2-го могу с уверенностью сказать: Да, теоретический - возможно. Это вы Стивена Хокинга читали? Почитайте! Поймете как они испаряются. Ато так необяснишь(плохо у меня получается)
Небольшой комментарий. Того, как они испаряются, насколько я знаю, еще никто не видел. Кроме этого, есть такая штука, как реликтовое излучение с "температурой" более высокой (где-то в 50 тысяч раз), тем темпрература излучения черной дыры с массой, к примеру, равной массе Солнца. А поскольку с увеличением массы "температура" излучения уменьшается, то на данный момент, как я понимаю, все черные дыры со звездными (или большими) массами только растут - за счет поглощения реликтового излучения.

Цитировать
может просто в сто раз, а не в сто миллионов ;) ??
Да, конечно! ;D

Оффлайн arystan

  • *****
  • Сообщений: 743
  • Рейтинг: +0/-0
  • Только не пугайтесь
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #5 : 02.05.2006 [06:39:37] »
И не увидит. Помнится, это уже обсуждалось в ветке "Черные дыры переживут все?". Для Нас, этого никогда не случится.
Есть признанная теоретическая модель "испарения" ЧД.

Может и растут. Но наверное, медленнее чем испаряются.

Оффлайн Igvas

  • ****
  • Сообщений: 355
  • Рейтинг: +16/-9
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #6 : 02.05.2006 [07:41:26] »
Пример:
Если масса черной дыры M, а радиус горизонта событий R, то для оценки можно записать: GxM/R2 = c2/R, где c - это скорость света, а записанное нами уравнение описывает ситуацию, когда когда на расстоянии R от центра черной дыры первая космическая скорость равняется скорости света. Т.е. R - это радус сферы - горизонта событий.

Тогда: R = GxM/c2.

Небольшое замечание - такая оценка радиуса горизонта событий должна интерпретироваться несколько иначе. Скорость света во всех системах c, и квант улетит от ЧД. Другое дело, что для этого он должен потерять всю энергию, соответствующая длина волны будет стремиться к бесконечности и он станет просто ненаблюдаемым.
То, что написано здесь - ньютоновский подход. Именно из таких предположений и родилась гипотеза об объектах, от которых свет не сможет улететь. В ОТО радиус горизонта событий ЧД выводится чуть иначе. Но самое удивительное - это то, что результат и тут и там совпадает!..

Атмосфера

  • Гость
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #7 : 02.05.2006 [09:19:32] »
Цитировать
Размеры самой черной дыры очень малы по сравнению с размерами самой галактики и ее ядра.
В тоже время, в самом ядре очень много звезд, делающих его самой заментой частью галактики.

Не, не поняла, почему звезды ядра галактики не падают в ЧД? Они отстоят настолько далеко от горизонта событий и создают некое подобие шара с ЧД внутри, так чтоли?

bob

  • Гость
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #8 : 02.05.2006 [09:34:39] »
Цитировать
Размеры самой черной дыры очень малы по сравнению с размерами самой галактики и ее ядра.
В тоже время, в самом ядре очень много звезд, делающих его самой заментой частью галактики.

Не, не поняла, почему звезды ядра галактики не падают в ЧД? Они отстоят настолько далеко от горизонта событий и создают некое подобие шара с ЧД внутри, так чтоли?
Так. Потихонечку, может, и падают, но редко. На большом расстоянии от горизонта отклонение поля ЧД от ньютоновского закона минимально. Она может быть вполне заурядным центром звездной или планетной системы.

Оффлайн arystan

  • *****
  • Сообщений: 743
  • Рейтинг: +0/-0
  • Только не пугайтесь
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #9 : 02.05.2006 [18:01:08] »
Плотность звезд в ядре очень высока. Да, некоторые падают(и вылетают из "белой дыры" :). шутка), но все равно светится ядро не из-за того, что свет "проскользнул" с черной дыры, а из-за того, что ядро окружают тысячи звезд.

Атмосфера

  • Гость
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #10 : 02.05.2006 [20:04:37] »
Это вы Стивена Хокинга читали? Почитайте! Поймете как они испаряются.

Нет, это я Джеймса Лидсея на досуге почитываю и примерно представляю КАК.  ;) Спасибо.

Оффлайн Encycler

  • ****
  • Сообщений: 487
  • Рейтинг: +8/-14
  • Мне нравится этот форум!

bob

  • Гость
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #12 : 05.05.2006 [09:08:05] »
Читаем здесь

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D1%91%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B4%D1%8B%D1%80%D0%B0
Спасибо. Увы, про википедию участники часто забывают.

Оффлайн arystan

  • *****
  • Сообщений: 743
  • Рейтинг: +0/-0
  • Только не пугайтесь
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #13 : 05.05.2006 [12:38:30] »
Цитата из статьи:"Чёрная дыра́ — объект в пространстве-времени, гравитационное притяжение которого так велико, что для того чтобы покинуть его поверхность требуется развить скорость света."

Приедется не РАЗВИТь а ПРЕВЫСИТЬ скорость света. А это не возможно
« Последнее редактирование: 10.02.2007 [17:21:53] от arystan »

hoarfrost

  • Гость
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #14 : 06.05.2006 [05:39:33] »
Пример:
Если масса черной дыры M, а радиус горизонта событий R, то для оценки можно записать: GxM/R2 = c2/R, где c - это скорость света, а записанное нами уравнение описывает ситуацию, когда когда на расстоянии R от центра черной дыры первая космическая скорость равняется скорости света. Т.е. R - это радус сферы - горизонта событий.

Тогда: R = GxM/c2.
То, что написано здесь - ньютоновский подход. Именно из таких предположений и родилась гипотеза об объектах, от которых свет не сможет улететь. В ОТО радиус горизонта событий ЧД выводится чуть иначе. Но самое удивительное - это то, что результат и тут и там совпадает!..
Да, конечно. Хотел показать как можно оценить радиус горизонта событий. (Чтобы было видно что он действительно довольно мал).

Оффлайн cyrax746

  • Новичок
  • *
  • Сообщений: 3
  • Рейтинг: +0/-0
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #15 : 24.12.2008 [23:17:36] »
Как испаряются черные дыры
I. "Модельное" объяснение. Пусть у нас есть ЧД. Ее гравитация столь велика, что ни одна частица не может вырваться наружу (хотя к границе дыры - горизонту событий - может подходить очень близко). Т.е. этот самый горизонт - потенциальный барьер, пролететь его нельзя. НО: частицы могут медленно "просачиваться" сквозь него. Способность элементарных частиц преодолевать потенциальные барьеры различных сил многократно отмечалась в эксперименте. Например, чтобы альфа-частица проникла в ядро урана-238, ей надо преодолеть мощнейшие силы отталкивания (т.к. и ядро, и частица заряжены положительно). Расчет показал, что для проникновения в ядро альфа-частица должна иметь энергию не менее 8,78 Мэв. Однако, в эксперименте наблюдается "просачивание" к ядрам урана альфа-частиц с энергией всего 4,2 Мэв, т.е. в 2 раза меньше минимально необходимой! Это явление было названо туннельным эффектом, а сам процесс - туннелированием. Точно так же и содержимое ЧД медленно туннелирует сквозь горизонт событий, постепенно разлетаясь.
 Ну, назвать-то процесс можно как угодно, главное - объяснить его суть. Почему вообще происходит туннелирование, как же эти частицы "просачиваются", когда им явно не хватает энергии?
 Чтобы это понять, необходимо вспомнить о корпускулярно-волновом дуализме: каждый микрообъект обладает одновременно свойствами и частицы, и волны. Туннелирование - это следствие волновых свойств микрообъектов.
 Наглядная аналогия: помещаем включенный на полную громкость магнитофон внутрь наглухо закрытой сферы. Ни одна молекула воздуха не может из нее вырваться! Но звук мы слышим: звуковые волны "просачиваются" сквозь сферу!
 Т.е. даже сильное гравитационное поле ЧД не может полностью остановить утечку вещества из ЧД. Особенно быстро будут "утекать" фотоны: их волновые свойства выражены сильнее всего.
 Вообще, ЧД сможет удержать лишь такой объект, который обладает массой (не массой покоя, а вообще массой). А волны не обладают массой. Масса - это свойство частицы. И в некотором числе случаев (с некоторой вероятностью) волновые свойства частицы проявятся достаточно сильно, чтобы обеспечить ей туннелирование.

II. "Математическое" объяснение. Отключаем воображение - оно нам не понадобится. Пытаться что-либо представлять не нужно - это только помешает. Итак, есть потенциальный барьер. Подходя достаточно близко к нему, частица может либо отразиться от него, либо туннелировать. Вероятность туннелирования в единицу времени выразится как:
L=vD, где L - вероятность туннелирования (лямбда, но форум не позволяет печатать греческие буквы и ряд мат. символов),
v (ню) - частота ударов частицы о барьер,
D - т.н. коэффициент прозрачности потенциального барьера.
 Чтобы найти коэффициент прозрачности, нужно вспомнить о волновой функции, составить систему дифференциальных уравнений второго порядка и решить ее.
[... Пропускаю несколько страниц формул... Хотел дать ссылку, но почему-то не нашел в сети хорошего учебника по КМ или ядерной физике. Кто знает - просьба указать ссылку]
В итоге получается:
D=(16E(Ep-E)/Ep2)*exp[-2sqrt(2m/h)*sqrt(Ep-E)*b], где:
E - энергия туннелирующей частицы,
Ep - потенциальная энергия барьера
sqrt - символ квадратного корня (т.к. поставить корень форум не позволяет Sad)
m - масса частицы
h - постоянная Планка (h=6,626x10-34 Дж*сек),
b - толщина потенциального барьера

Источник: http://dark-universe.ru/
« Последнее редактирование: 21.01.2009 [22:55:43] от cyrax746 »


Оффлайн Дрюша

  • *****
  • Сообщений: 4 453
  • Рейтинг: +83/-14
  • Вы сышите только мой голос...
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #17 : 25.12.2008 [00:44:28] »
А по-моему, туннельный эффект тут не причем, и вообще мимо кассы. Нет на горизонте событий никакого туннельного эффекта, потому как нет потенциального барьера. Есть другое. типа "пробой вакуума гравитационным полем" (по одному из полуклассических представлений, где принимается во внимание, что "напряженность" гравитационного поля в классическом понимании устремляется к бесконечности). Или "фейнмановский" подход в квантовой механике... Так или иначе, суть в том, что в вакууме постоянно рождаются и аннигилируют пары виртуальных частиц. Но если такая рара рождается в сильном поле (не важно каком, но взаимодействующим с этими частицами), то у него может хватить сил (и энергии) быстро "растащить" их по разным углам. Одна "половинка" уходит под горизонт, а другая вдруг обнаруживает, что нй просто не с чем аннигилировать... Это так, по-художественному, на пальцах.

На самом деле это квантовое "испарение" актуально только для очень мелких ЧД. Например, микроЧД размером примерно с атом, и массой 10 млн тонн должна "испариться" в течении 0.1 сек, освободив всю свою массу в виде энергии. Тут много чего неясного. Лично мне непонятно, как тут быть с сохранением барионного и лептонного зарядов (и вообще, такие законы сохранения - они есть? Вроде, никто пока ни разу не замечал нарушений). С электрическим - более-менее ясно (хотя, не совсем). С лептонным можно разобраться, если принять во внимание нейтрино... Барионний - может быть и впрямь не сохраняется. Но я не знаю механизмов реализации этого. всего дела. Хотя, С. Хоукинг утверждал, что на самом деле испаряющаяся ЧД выплевывает назад даже всю информацию, когда сколько и чего она поглотила, до последнего фотона, так сказать. То есть, спектр ее излучения - заведомо не тепловой. Но какой именно - похоже не знает даже Хоукинг. И, главное, - за счет чего? Кстати, а если бывает темная материя и темное излучение - ЧД, наверное, и в темном свете излучают так же? И темную материю из себя извергают? Или сколько какой чего наглоталась (темной или светлой энергии и материи), столько же и обратно извергают?

Но это все - так, вилами по воде. Реальная ЧД, которая имеет шанс образоваться, должна иметь массу не менее трех солнечных (предел Оппенгеймера-Волкова). Галактические черные дыры могут иметь массу миллиарды солнечных масс (миллион - это мелкая). Размер - может быть порядка Солнечной системы. Это очень мало по сравнению с межзвездными расстояниями даже в центре галактики. Наверное, звезды туда иногда, все же, попадают. Но, вот, разрывает ли их приливными силами, прежде чем они туда попадут, - это надо считать. Навскидку не скажу. Наверное, маленькие ЧД 1-100 млн. солнечных масс - предварительно разрывают звезды, превращают в газовый диск, закручивают и постепенно втягивают... На расстоянияз от 3 Rg нет стабильных круговых орбит (орбиты - неустойчивы), кроме того энергия уходит на трение, тепловое излучение и гравитационные волны. Такие ядра - активные. Это либо квазары, либо просто активные ядра... Но активинчают не сами ЧД, а газовые диски вокруг них. Там и рентгеновское и гамма-излучение, и релятивистские джеты... Но все это - вокруг да около.

А очень большие "отожравшиеся" черные дыры (миллиарды солнечных масс) ведут себя спокойнее. Звезды они хавают целиком, но никто этого не может заценить.

Опять насчет испарения. Считается, что ЧД массой 1 солнечную может "испариться" за 1066 лет (хотя, на самом деле такие не образуются, а образуются только начиная от 3 солнечных) И хотя сейчас любая ЧД поглощает гораздо больше, чем излучает (даже реликтового излучения), но предполагается, что уж за 1066 лет Вселенная уж как-нибудь поостынет, и в некоторый момент (очень-очень нескоро) излучение превысит поглощение... Собственно тогда-то и следует только начинать отсчет.

Оффлайн Vallav

  • *****
  • Сообщений: 4 365
  • Рейтинг: +23/-2
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #18 : 25.12.2008 [09:24:13] »
Почему никто не учитывает такое простое соображение:
почти вся энергия в замороженной ( почти сколлапсировавшей )
звезде - в виде ЭМ излучения?
И только чуть чуть ( чем ближе к коллапсу, тем меньше ) в виде
вещества?
Прстой пример - энергия гамма квантов, получившихся в результате
аннигиляции электрона с позитроном.
Если вдали от горизонта, Е1=2*m*c^2, если же они упали и проаннигилировали  вблизи горизонта,
E2=k*E1, где k -  коэффицент замедления скорости хода часов.
В E2 при больших k вклад массы частиц - чуть.

Что будет, если звезда медленно коллапсирует и  энергия ( масса )
вылетает из нее в виде излучения?
Масса со времем уменьшается и звезда может прекратить коллапсировать.
И получится - нуклонов много, а масса - чуть?
Такие объекты рассматриваются?



Оффлайн recarrion

  • Модератор
  • *****
  • Сообщений: 2 277
  • Рейтинг: +26/-3
  • SW 80ED, HEQ5 Pro, QHY8, DS 80X400 + QHY6гид
    • Skype - recarrion
Re: Вопрос о черных дырах.
« Ответ #19 : 25.12.2008 [09:32:37] »
Значит, поглощение сверхмассивной ЧД звезды будет выглядеть, как мгновенное исчезновение последней?
Астрономия-наука совершенно необходимая, и изучать ее надо с детства.

'Мы являемся свидетелями процессов определенного рода потому, что другие процессы протекают без свидетелей'. [Зельманов, 1970].